系统动力学仿真课程论文(基于ADAMS曲轴系统动力学仿真).docVIP

制造过程测试技术论文 课程： 制造过程测试技术 学院： 专业： 教师： 姓名： 学号： 基于ADAMS的曲轴系统动力学仿真 XX 1 ，XX 1 （1.XXXXX XX，XX XX XXX） 摘要：采用三维设计软件Pro/E对发动机曲轴系统进行结构设计，建立包括曲轴、活塞组、连杆组以及飞轮在内的发动机模型，运用机械仿真软件ADAMS搭建发动机曲轴系统的机构模型，同时对该系统进行运动学和动力学仿真分析。具体分析了曲轴系统中气缸活塞的位移、速度和加速度的运动规律，以及曲柄销受力情况，同时对作用在曲轴上的扭矩进行分析，对提高发动机的性能有一定的参考意义。 关键词：ADAMS；曲轴，动力学仿真 Dynamic Simulation Analysis of Crankshaft System Based on ADAMS XXX1, XXX 1 (1.XXXXXXX) Abstract: The structure design of the engine crankshaft system was carried out by using three-dimensional design software Pro/E. The engine model including crankshaft, piston, connecting rod and flywheel was established. The mechanism model of the engine crankshaft system was built using mechanical simulation software ADAMS, and the kinematic and dynamic simulation analysis of the system was carried out. The displacement, velocity and acceleration of cylinder piston in the crankshaft system are analyzed, and the force of the crank pin is analyzed. Keywords: ADAMS; Crankshaft; Dynamic simulation 引言 曲轴是发动机最重要的零部件之一，其可靠性直接关系到整个发动机的安全运转，由于大爆发压力、各种惯性力、附件的不规则阻力矩和外界反作用力，使得曲轴系统在运转时承受着复杂的交变载荷。由于发动机的曲轴系统机构是由一系列几何形状和质量不相同的零部件所组成，且主轴通过多个轴承与气缸体连接。而实际发动机工作过程中，曲轴需要承受活塞连杆传递的交变载荷，受力情况十分复杂。采用传统的运动学分析方法比较难以完成对曲轴系统运动过程的精确分析，不能够很好的反映曲轴的实际运行状态下的力学特性。鉴于此，本文运用机械系统仿真软件ADAMS，通过建立包括活塞、连杆和曲轴在内的曲轴系统的动力学模型，计算出各构件的运动规律和作用力，分析结果对提高曲轴系统的设计效率有一定的参考作用。 曲轴系统模型建立 曲轴轴系动力学仿真模型主要包括曲轴的模型、活塞组件、连杆组件和飞轮的刚体模型，以及各构件间的连接副。 曲轴系统三维模型建立 曲轴的结构除了与材料和加工工艺有关外，与其制造方法也有直接关系，目前常用的曲轴有整体式和组合式，整体式曲轴具有重量轻、刚度和强度高、加工表面少的特点。本次曲轴系统的实体模型在Pro/E中建立，如图1所示，利用Pro/E设计曲轴系统的各个零部件，然后将每个零部件组装为曲轴组件。 图1 发动机曲轴系统原始模型 曲轴系统模型简化 为了方便使用ADAMS进行添加约束，减小仿真计算的复杂性，对曲轴系统的装配模型进行如下的简化： （1）删除对动力学分析不产生关键影响的零件。 （2）将活塞简化为圆柱形，将活塞外侧及销轴的密封圈去除。 （3）将曲轴分为单个曲柄，整个曲轴活塞连杆机构就演变为4个如图2所示的曲柄滑块机构的组合。 图2 曲柄滑块机构 其中OA、AB为曲柄、连杆，B为活塞，M1、M2为连杆等效质量。 （4）将曲轴系统的主轴上的轴承以及支撑架简化，在ADAMS中进行施加约束替代。 曲轴系